面向5G的光傳送網需求及挑戰

福建省郵電規劃設計院有限公司 陳鎮銓

在現有第4代移動通信技術（簡稱4G技術）取得穩定發展地基礎上，隨著5G移動通信技術的不斷開發和推廣應用，對5G技術的光傳送網提出更為高的要求，如何推動光傳送網技術應用滿足未來5G網絡的傳輸需求，已成為目前光傳送網絡研究的重要發展方向。本文對5G通信網絡的技術特點和要求以及新型網絡技術構架等進行簡要分析，簡析5G網絡光傳送網的需求和挑戰，以供參考。

0 前言

隨著科學技術的發展及智能技術的不斷革新，“信息隨心至，萬物觸手及”的5G網絡時代愿景也將逐步實現。從目前現有的5G網絡發展現狀來看，5G網絡主要是滿足用戶對流量密度、連接數和移動性的要求，從而為用戶提供高清視頻、虛擬現實（VR技術）、云桌面、高級在線游戲等方面的業務極致體驗，并且隨著5G網絡的大力推廣和應用，在極大改善網絡運營效率和成本的同時，全面推動和提升移動網絡的服務創新發展（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網需求及挑戰[J].數字技術與應用,2017,06:41）。

1 5G網絡具有的技術特點

5G網絡同時需達到覆蓋范圍大、高容量的熱點、低功耗及可靠性等方面的需求。其中對于熱點的容量、范圍較廣的覆蓋面兩項功能來說主要應用在移動互聯網中，其具有高可靠性低延時與大連接低功耗的功能，常面向垂直行業與物聯網行業中進行應用，按照網頁的根本框架結構將5G網絡功能面分為：控制平面、接入平面、轉發平面三個部分；其中接入平面主要承擔的任務是對全局進行控制和管理，轉發平面與控制平面主要是對全局控制策略的執行工作（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網需求及挑戰[J].數字技術與應用,2017,06:41）。

實際上5G網絡的服務對象為物聯網和移動互聯網量個方面，其應用場景主要包括以下四方面：①連續性大范圍的覆蓋場景；②熱點高的容量場景；③低功耗的大連接場景；④低時延的高可靠場景（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網需求及挑戰[J].數字技術與應用,2017,06:41）；其中前面兩種應用場景主要是針對移動互聯網的應用，后面兩種應用場景主要是針對物聯網及垂直行業的應用，且根據不同的應用場景所面對的問題各有不同，具有較大的差異性，主要體現在以下方面：①用戶體驗；②連接數密度；③端到端時延；④移動性；⑤流量密度；⑥用戶峰值速率；以上各性能的要求都是不同場景的應用考核指標。關鍵技術指標見表1：

表1 5G關鍵技術指標

此外，根據5G網絡的網絡功能框架進行劃分，可劃分為以下功能層面：①接入平面（主要負責策略的實際執行）；②控制平面（主要負責全局控制措施的生成）；③轉發平面（主要負責策略的實際執行），詳見如圖1示：

圖1 5G網絡基本架構

2 光傳送網功能需求

針對5G網絡框架來說，光傳送網的位置是在轉發平面和控制平面間，是承載5G網絡的基礎。通過對數據的分析了解到，如果5G網絡的組網功能和傳輸功能完善和強大，才可充分達到目前對5G光傳送網的功能要求，從而促進對5G網的積極推廣和大范圍的應用。目前，面對5G網絡對傳輸性能與組網功能提出更高的技術要求，相關技術人員在實際工作的過程中，應從光傳網的靈活性、性能、智能化的運輸等進行研究與探討，從而促進光傳送網的發展更好的適應5G網絡未來的功能需求（董超,王瀚冰,毛艾杭,王傳東.面向5G的光傳送網需求及挑戰[J].數字技術與應用,2017,06:41），具體體現為以下方面：

（1）增加容量

從現有光傳送網絡技術的發展來看，目前的光傳送網絡干線大部分已進入100Gbit/s時代，并且超100Gbit/s的光傳送技術隨著高階調制、新型超低損耗和大面積光纖、靈活柵格等技術的創新及應用，可為面向5G的光傳送網中提供更大帶寬和更高容量的多種技術選擇。

（2）降低時延

通過對現有的光傳送網絡端到端傳輸時延進行分析，證明光傳送網的端到端時延主要是光纖傳輸路徑引入的傳輸時延及FEC算法和電中繼時延等方面，其中光傳送網的端到端時延中約80%以上為光纖傳輸時延；因此，在光傳送網中可有效降低時延的方法是降低網絡傳輸的路徑，在對網絡路徑進行規劃和開通時采用最短的方案。

（3）較高的可靠性

目前，通過合理的優化和升級光傳送網的網絡結構，并使用光棍混合交叉結構等相關技術、合理的調整網絡拓撲的結構、結合智能控制功能，提升光傳送網絡的真實可靠性，構建低時延、可靠性高的光傳送網絡。

（4）靈活化

近年來，光傳送網為了達到對業務靈活性的要求，在不斷引入的ODUflex，G.HAO、GMP等技術的同時，綜合現有的ROADM、靈活柵格、可變收發和電交叉等技術措施，從而實現業務的靈活性和光層及電層結合的靈活調度能力。

（5）智能化

5G網絡發展具有一定的特點，即開放性、高效性、智能性、靈活性等，因此應該使用光傳送網的可支持軟件來將網絡的控制框架確定下來，進而實現優化與升級網絡。當光傳送往將SDN功能引入時，其具有以下幾點優勢：①引入集中控制，能夠提升控制平面智能化的決策能力；②利用網絡虛擬化和資源抽象技術等技術，可實現軟硬件的解耦；③通過使用標準化與開放性的接口能夠對控制器的互聯進行簡化運維管理；④通過開放性的網絡與應用層接口，能夠實現帶寬靈活提、光網絡VPN等新型定制化的業務要求（趙鑫,趙文玉,湯瑞,賴俊森.面向5G的光傳送網需求及挑戰[J].電信網技術,2016,07:33-36）。

3 5G光傳送網所面臨的挑戰

（1）通過適當的選擇光的技術方案

按照以往的移動網絡自身承載需求，將光的傳送網分成前傳網絡、回傳網絡、回傳網絡。并對5G網未來發展的目標進行綜合性的分析和考量，在選擇傳輸方案時，是目前光傳輸網未來發展的一大挑戰，尤其是針對與前傳網來說，傳統的高密集型和大容量的無線無線傳輸方式不能達到5G網絡中光纖直驅模式的實際應用；所以針對此現象，應不斷完善和更顯光傳送往技術，進而才能更好的面對未來的挑戰（王志勤,余泉,潘振崗,張朝陽,范平志.5G架構、技術與發展方式探析[J].電子產品世界,2016,01:14-17）。

（2）靈活與低時延功能方案

光纖物理鏈的路由會造成長距離光傳送網的時長，因此針對此問題應該選擇優質的物理鏈的路由，降低處理的時延和光傳送網的傳輸性能，進而能夠促進5G的光傳送網能夠更好的適應于未來社會發展的根本需求。和其他網絡的互動與協調。5G網絡承載網絡當中除了光傳輸網之外，會涉及到其他形式以及IP承載網，例如無線接入師承載網等一系列承載我那個，在實際工作的過程中相關技術人員應根據不同的承載網絡的組網自身的互動互聯無障礙與分配功能兩部分功能，不斷改進和創新技術。

4 結束語

綜上所述，針對5G網絡未來的網絡框架和業務需求，光纖傳送往應在靈活功能、大連接、高容量等多方面滿足于5G網絡未來發展的根本需求。相應的研發機構應不斷改進和創新傳送網技術，并不斷創新與完善使用5G光傳送網的功能，為5G光傳送網未來發展道路奠定堅實的基礎（劉吉成,宋瑜.2017-12-015G系統對本地傳送網的技術要求[J].數碼世界,2017,12:312-313）。